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        <title>译：Learn Rust the Dangerous Way 4 - Rust 优秀博文</title>


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        <!-- Provide site root to javascript -->
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            var path_to_root = "../../";
            var default_theme = window.matchMedia("(prefers-color-scheme: dark)").matches ? "navy" : "light";
        </script>

        <!-- Work around some values being stored in localStorage wrapped in quotes -->
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            try {
                var theme = localStorage.getItem('mdbook-theme');
                var sidebar = localStorage.getItem('mdbook-sidebar');

                if (theme.startsWith('"') && theme.endsWith('"')) {
                    localStorage.setItem('mdbook-theme', theme.slice(1, theme.length - 1));
                }

                if (sidebar.startsWith('"') && sidebar.endsWith('"')) {
                    localStorage.setItem('mdbook-sidebar', sidebar.slice(1, sidebar.length - 1));
                }
            } catch (e) { }
        </script>

        <!-- Set the theme before any content is loaded, prevents flash -->
        <script type="text/javascript">
            var theme;
            try { theme = localStorage.getItem('mdbook-theme'); } catch(e) { }
            if (theme === null || theme === undefined) { theme = default_theme; }
            var html = document.querySelector('html');
            html.classList.remove('no-js')
            html.classList.remove('light')
            html.classList.add(theme);
            html.classList.add('js');
        </script>

        <!-- Hide / unhide sidebar before it is displayed -->
        <script type="text/javascript">
            var html = document.querySelector('html');
            var sidebar = 'hidden';
            if (document.body.clientWidth >= 1080) {
                try { sidebar = localStorage.getItem('mdbook-sidebar'); } catch(e) { }
                sidebar = sidebar || 'visible';
            }
            html.classList.remove('sidebar-visible');
            html.classList.add("sidebar-" + sidebar);
        </script>

        <nav id="sidebar" class="sidebar" aria-label="Table of contents">
            <div class="sidebar-scrollbox">
                <ol class="chapter"><li class="chapter-item expanded "><a href="../../empty.html"><strong aria-hidden="true">1.</strong> 类型系统</a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/Rust_Concept_Clarification_Deref_vs_AsRef_vs_Borrow_vs_Cow/Rust_Concept_Clarification_Deref_vs_AsRef_vs_Borrow_vs_Cow.html"><strong aria-hidden="true">1.1.</strong> Rust Concept Clarification Deref vs AsRef vs Borrow vs Cow</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/Rust_Concept_Clarification_Deref_vs_AsRef_vs_Borrow_vs_Cow/Deref_AsRef_Borrow_Cow释义.html"><strong aria-hidden="true">1.2.</strong> Deref AsRef Borrow Cow 释义</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/Rust的Borrow和AsRef：让你的代码用起来像呼吸一样自然/Rust的Borrow和AsRef：让你的代码用起来像呼吸一样自然.html"><strong aria-hidden="true">1.3.</strong> Rust的Borrow和AsRef：让你的代码用起来像呼吸一样自然</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/Rust的Cow类型有什么用？详解Cow及其用途/Rust的Cow类型有什么用？详解Cow及其用途.html"><strong aria-hidden="true">1.4.</strong> Rust的Cow类型有什么用？详解Cow及其用途</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/判别Fn、FnMut、FnOnce的标准/判别Fn、FnMut、FnOnce的标准.html"><strong aria-hidden="true">1.5.</strong> 判别Fn、FnMut、FnOnce的标准</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/一行代码告诉你内部可变性的真相(UnsafeCell)/一行代码告诉你内部可变性的真相(UnsafeCell).html"><strong aria-hidden="true">1.6.</strong> 一行代码告诉你内部可变性的真相(UnsafeCell)</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/Tour_of_Rust's_Standard_Library_Traits/Tour_of_Rust's_Standard_Library_Traits.html"><strong aria-hidden="true">1.7.</strong> Tour of Rust's Standard Library Traits</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/逆变、协变与子类型，以及Rust/逆变、协变与子类型，以及Rust.html"><strong aria-hidden="true">1.8.</strong> 逆变、协变与子类型，以及Rust</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/Rust自引用结构、Pin与Unpin/Rust自引用结构、Pin与Unpin.html"><strong aria-hidden="true">1.9.</strong> Rust自引用结构、Pin与Unpin</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/为什么Rust需要Pin,Unpin/为什么Rust需要Pin,Unpin.html"><strong aria-hidden="true">1.10.</strong> 译：为什么 Rust 需要 Pin, Unpin ？</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/定海神针Pin和Unpin/定海神针Pin和Unpin.html"><strong aria-hidden="true">1.11.</strong> 译：定海神针 Pin 和 Unpin</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/sizedness-in-rust/sizedness-in-rust.html"><strong aria-hidden="true">1.12.</strong> Sizedness in Rust</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/Rust生命周期集大成者PhantomData〈T〉/Rust生命周期集大成者PhantomData〈T〉.html"><strong aria-hidden="true">1.13.</strong> Rust生命周期集大成者 PhantomData&lt;T&gt;</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操/数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操_Part_0.html"><strong aria-hidden="true">1.14.</strong> 数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操 Part 0</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操/数据库表达式执行的黑魔法：GAT实现引用类型关联_Part_1.html"><strong aria-hidden="true">1.15.</strong> 数据库表达式执行的黑魔法：GAT实现引用类型关联 Part 1</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操/数据库表达式执行的黑魔法：用HRTB写bound_Part_2.html"><strong aria-hidden="true">1.16.</strong> 数据库表达式执行的黑魔法：用HRTB写bound Part 2</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操/数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操之用宏展开重复代码_Part_3_&_4.html"><strong aria-hidden="true">1.17.</strong> 数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操之用宏展开重复代码 Part 3 & 4</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操/数据库表达式执行的黑魔法：与Rust编译器斗智斗勇之表达式向量化_Part_5_&_6.html"><strong aria-hidden="true">1.18.</strong> 数据库表达式执行的黑魔法：与Rust编译器斗智斗勇之表达式向量化 Part 5 & 6</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操/数据库表达式执行的黑魔法：在Rust中用宏关联逻辑类型和实际类型_Part_7.html"><strong aria-hidden="true">1.19.</strong> 数据库表达式执行的黑魔法：在Rust中用宏关联逻辑类型和实际类型 Part 7</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../empty.html"><strong aria-hidden="true">2.</strong> 生命周期</a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../../02_生命周期/Rust中的生命周期——从StrSplit实例说开去/Rust中的生命周期——从StrSplit实例说开去.html"><strong aria-hidden="true">2.1.</strong> Rust中的生命周期——从StrSplit实例说开去</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../02_生命周期/与ChatGPT深度对话来学Rust生命周期/与ChatGPT深度对话来学Rust生命周期.html"><strong aria-hidden="true">2.2.</strong> 与ChatGPT深度对话来学Rust生命周期</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../02_生命周期/进击的Rust生命周期——early_bound与late_bound（1）/进击的Rust生命周期——early_bound与late_bound（1）.html"><strong aria-hidden="true">2.3.</strong> 进击的Rust生命周期——early_bound与late_bound（1）</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../02_生命周期/进击的Rust生命周期——early_bound与late_bound（2）/进击的Rust生命周期——early_bound与late_bound（2）.html"><strong aria-hidden="true">2.4.</strong> 进击的Rust生命周期——early_bound与late_bound（2）</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../02_生命周期/进击的Rust生命周期——一力降十会的MIR（1）/进击的Rust生命周期——一力降十会的MIR（1）.html"><strong aria-hidden="true">2.5.</strong> 进击的Rust生命周期——一力降十会的MIR（1）</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../02_生命周期/进击的Rust生命周期——一力降十会的MIR（2）/进击的Rust生命周期——一力降十会的MIR（2）.html"><strong aria-hidden="true">2.6.</strong> 进击的Rust生命周期——一力降十会的MIR（2）</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../02_生命周期/Common_Rust_Lifetime_Misconceptions/Common_Rust_Lifetime_Misconceptions.html"><strong aria-hidden="true">2.7.</strong> Common Rust Lifetime Misconceptions</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../02_生命周期/Rust生命周期常见误区/Rust生命周期常见误区.html"><strong aria-hidden="true">2.8.</strong> 译：Rust生命周期常见误区</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../empty.html"><strong aria-hidden="true">3.</strong> 无畏并发</a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../../05_无畏并发/简单写个Rust无锁队列/简单写个Rust无锁队列.html"><strong aria-hidden="true">3.1.</strong> 简单写个Rust无锁队列</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../05_无畏并发/进击的Rust多线程——混合自旋锁/进击的Rust多线程——混合自旋锁.html"><strong aria-hidden="true">3.2.</strong> 进击的Rust多线程——混合自旋锁</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../05_无畏并发/An_unsafe_tour_of_Rust's_Send_and_Sync/An_unsafe_tour_of_Rust's_Send_and_Sync.html"><strong aria-hidden="true">3.3.</strong> An unsafe tour of Rust's Send and Sync</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../05_无畏并发/进击的Rust多线程——Send与Sync/进击的Rust多线程——Send与Sync.html"><strong aria-hidden="true">3.4.</strong> 进击的Rust多线程——Send与Sync</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../05_无畏并发/进击的Rust多线程——离经叛道的PhantomData/进击的Rust多线程——离经叛道的PhantomData.html"><strong aria-hidden="true">3.5.</strong> 进击的Rust多线程——离经叛道的PhantomData</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../05_无畏并发/Rust_Async_Pin概念解析/Rust_Async_Pin概念解析.html"><strong aria-hidden="true">3.6.</strong> Rust Async: Pin概念解析</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../05_无畏并发/Rust和C++的并发库对比/Rust和C++的并发库对比.html"><strong aria-hidden="true">3.7.</strong> 译：Rust 和 C++ 的并发库对比</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../05_无畏并发/Rust原子类型和内存排序/Rust原子类型和内存排序.html"><strong aria-hidden="true">3.8.</strong> Rust原子类型和内存排序</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../empty.html"><strong aria-hidden="true">4.</strong> 网络编程</a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../../06_网络编程/从编解码层面理解WebSocket_手写一个WebSocket/从编解码层面理解WebSocket_手写一个WebSocket.html"><strong aria-hidden="true">4.1.</strong> 从编解码层面理解WebSocket 手写一 个WebSocket</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../06_网络编程/透过Rust探索系统的本原：网络篇/透过Rust探索系统的本原：网络篇.html"><strong aria-hidden="true">4.2.</strong> 透过Rust探索系统的本原：网络篇</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../empty.html"><strong aria-hidden="true">5.</strong> 轮子系列</a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../../07_轮子系列/700行Rust写一个内存分配器/700行Rust写一个内存分配器.html"><strong aria-hidden="true">5.1.</strong> 700行Rust写一个内存分配器</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../07_轮子系列/Rust：网络库的实现思路/Rust：网络库的实现思路.html"><strong aria-hidden="true">5.2.</strong> Rust：网络库的实现思路</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../07_轮子系列/Rust异步运行时基础部件/Rust异步运行时基础部件.html"><strong aria-hidden="true">5.3.</strong> Rust异步运行时基础部件</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../07_轮子系列/使用Rust+epoll编写异步IO框架/使用Rust+epoll编写异步IO框架（1）.html"><strong aria-hidden="true">5.4.</strong> 使用Rust+epoll编写异步IO框架（1）</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../07_轮子系列/使用Rust+epoll编写异步IO框架/使用Rust+epoll编写异步IO框架（2）.html"><strong aria-hidden="true">5.5.</strong> 使用Rust+epoll编写异步IO框架（2）</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../07_轮子系列/使用Rust+epoll编写异步IO框架/使用Rust+epoll编写异步IO框架（3）.html"><strong aria-hidden="true">5.6.</strong> 使用Rust+epoll编写异步IO框架（3）</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../07_轮子系列/用rust从零开发一套web框架/用rust从零开发一套web框架：day1.html"><strong aria-hidden="true">5.7.</strong> 用rust从零开发一套web框架：day1</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../07_轮子系列/用rust从零开发一套web框架/用rust从零开发一套web框架：day2.html"><strong aria-hidden="true">5.8.</strong> 用rust从零开发一套web框架：day2</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../07_轮子系列/用rust从零开发一套web框架/用rust从零开发一套web框架：day3.html"><strong aria-hidden="true">5.9.</strong> 用rust从零开发一套web框架：day3</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../07_轮子系列/用rust从零开发一套web框架/用rust从零开发一套web框架：day4.html"><strong aria-hidden="true">5.10.</strong> 用rust从零开发一套web框架：day4</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../07_轮子系列/用rust从零开发一套web框架/用rust从零开发一套web框架：day5.html"><strong aria-hidden="true">5.11.</strong> 用rust从零开发一套web框架：day5</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../empty.html"><strong aria-hidden="true">6.</strong> 奇技淫巧</a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../../08_奇技淫巧/Copy-On-Write是不是优化？/Copy-On-Write是不是优化？.html"><strong aria-hidden="true">6.1.</strong> 译：Copy-On-Write是不是优化？</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../08_奇技淫巧/揭秘神奇的Rust_Axum风格的函数实现/揭秘神奇的Rust_Axum风格的函数实现.html"><strong aria-hidden="true">6.2.</strong> 译：揭秘神奇的 Rust Axum 风格的函数实现</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../08_奇技淫巧/“变长参数”函数与回调/“变长参数”函数与回调.html"><strong aria-hidden="true">6.3.</strong> “变长参数”函数与回调</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../08_奇技淫巧/Rust字符串格式化的幕后：format_args!()/Rust字符串格式化的幕后：format_args!().html"><strong aria-hidden="true">6.4.</strong> 译：Rust字符串格式化的幕后：format_args!()</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../08_奇技淫巧/给Rust带来一点C++特产/给Rust带来一点C++特产.html"><strong aria-hidden="true">6.5.</strong> 给Rust带来一点C++特产</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../08_奇技淫巧/一步步实现_Rust_Bevy_ECS_的_System_简化版本/一步步实现_Rust_Bevy_ECS_的_System_简化版本.html"><strong aria-hidden="true">6.6.</strong> 一步步实现 Rust Bevy ECS 的 System 简化版本</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../08_奇技淫巧/Exploring_Design_Patterns_in_Rust_with_Algorithmic_Trading_Examples/Exploring_Design_Patterns_in_Rust_with_Algorithmic_Trading_Examples.html"><strong aria-hidden="true">6.7.</strong> Exploring Design Patterns in Rust with Algorithmic Trading Examples</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../empty.html"><strong aria-hidden="true">7.</strong> 源码分析</a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/Rust并发：bytes源码分析/Rust并发：bytes源码分析.html"><strong aria-hidden="true">7.1.</strong> Rust并发：bytes源码分析</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/Rust并发：标准库Arc源码分析/Rust并发：标准库Arc源码分析.html"><strong aria-hidden="true">7.2.</strong> Rust并发：标准库Arc源码分析</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/Rust并发：标准库sync_Once源码分析/Rust并发：标准库sync_Once源码分析.html"><strong aria-hidden="true">7.3.</strong> Rust并发：标准库sync::Once源码分析</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/Rust源码阅读：引用计数Rc/Rust源码阅读：引用计数Rc.html"><strong aria-hidden="true">7.4.</strong> Rust源码阅读：引用计数Rc</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/Rust源码阅读：Cell、RefCell与内部可变性/Rust源码阅读：Cell、RefCell与内部可变性.html"><strong aria-hidden="true">7.5.</strong> Rust源码阅读： Cell、RefCell与内部可变性</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/关于_Rust_的_UnsafeCell、Cell_与_RefCell/关于_Rust_的_UnsafeCell、Cell_与_RefCell.html"><strong aria-hidden="true">7.6.</strong> 关于 Rust 的 UnsafeCell、Cell 与 RefCell</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/Rust_Async_async-stream源码分析/Rust_Async_async-stream源码分析.html"><strong aria-hidden="true">7.7.</strong> Rust Async: async-stream源码分析</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/走进Tokio的异步世界/走进Tokio的异步世界.html"><strong aria-hidden="true">7.8.</strong> 走进 Tokio 的异步世界</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/tokio.rs_runtime的实现/tokio.rs_runtime的实现.html"><strong aria-hidden="true">7.9.</strong> tokio.rs runtime 的实现</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/Tokio_internals/Tokio_internals.html"><strong aria-hidden="true">7.10.</strong> Tokio internals</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/Tokio_internals/译文：Tokio內部机制.html"><strong aria-hidden="true">7.11.</strong> 译：Tokio 内部机制</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/Rust_Axum_HTTP_框架的架构分析/Rust_Axum_HTTP_框架的架构分析.html"><strong aria-hidden="true">7.12.</strong> Rust Axum HTTP 框架的架构分析</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/安利一个Rust_Game_Engine：Bevy--ECS部分/安利一个Rust_Game_Engine：Bevy--ECS部分.html"><strong aria-hidden="true">7.13.</strong> 安利一个Rust Game Engine：Bevy--ECS部分</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/Tokio_解析之任务调度/Tokio_解析之任务调度.html"><strong aria-hidden="true">7.14.</strong> Tokio 解析之任务调度</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../empty.html"><strong aria-hidden="true">8.</strong> 生态观察</a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../../11_生态观察/Rust_web_frameworks_have_subpar_error_reporting/Rust_web_frameworks_have_subpar_error_reporting.html"><strong aria-hidden="true">8.1.</strong> Rust web frameworks have subpar error reporting</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../11_生态观察/SeaORM：要做Rust版本的ActiveRecord/SeaORM：要做Rust版本的ActiveRecord.html"><strong aria-hidden="true">8.2.</strong> SeaORM：要做Rust版本的ActiveRecord</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../empty.html"><strong aria-hidden="true">9.</strong> 死灵终极</a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../../12_死灵终极/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译_总述.html"><strong aria-hidden="true">9.1.</strong> 译：Learn Rust the Dangerous Way 总述</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../12_死灵终极/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译_0.html"><strong aria-hidden="true">9.2.</strong> 译：Learn Rust the Dangerous Way 0</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../12_死灵终极/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译_1.html"><strong aria-hidden="true">9.3.</strong> 译：Learn Rust the Dangerous Way 1</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../12_死灵终极/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译_2.html"><strong aria-hidden="true">9.4.</strong> 译：Learn Rust the Dangerous Way 2</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../12_死灵终极/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译_3.html"><strong aria-hidden="true">9.5.</strong> 译：Learn Rust the Dangerous Way 3</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../12_死灵终极/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译_4.html" class="active"><strong aria-hidden="true">9.6.</strong> 译：Learn Rust the Dangerous Way 4</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../12_死灵终极/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译_5.html"><strong aria-hidden="true">9.7.</strong> 译：Learn Rust the Dangerous Way 5</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../12_死灵终极/Unsafe_Rust_随堂小测/Unsafe_Rust_随堂小测（一）.html"><strong aria-hidden="true">9.8.</strong> Unsafe Rust 随堂小测（一）</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../12_死灵终极/Unsafe_Rust_随堂小测/Unsafe_Rust_随堂小测（二）.html"><strong aria-hidden="true">9.9.</strong> Unsafe Rust 随堂小测（二）</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../12_死灵终极/Unsafe_Rust_随堂小测/Unsafe_Rust_随堂小测（三）.html"><strong aria-hidden="true">9.10.</strong> Unsafe Rust 随堂小测（三）</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../12_死灵终极/Unsafe_Rust_随堂小测/Unsafe_Rust_随堂小测参考答案.html"><strong aria-hidden="true">9.11.</strong> Unsafe Rust 随堂小测参考答案</a></li></ol></li></ol>
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                <div id="content" class="content">
                    <main>
                        <h1 id="learn-rust-the-dangerous-way-系列文章翻译-4"><a class="header" href="#learn-rust-the-dangerous-way-系列文章翻译-4">Learn Rust the Dangerous Way-系列文章翻译-4</a></h1>
<p>译者：<a href="https://www.zhihu.com/people/cheng-zhao-5-83">cheng zhao</a></p>
<p>译文：<a href="https://zhuanlan.zhihu.com/p/686599496">https://zhuanlan.zhihu.com/p/686599496</a></p>
<p>原载：<a href="https://cliffle.com/p/dangerust/4">https://cliffle.com/p/dangerust/4</a></p>
<p>译文：</p>
<p>在<a href="https://zhuanlan.zhihu.com/p/686416550">第三部分</a>中我们发现使用未初始化内存是一种草率的优化，实际上并没有提高性能。第三部分的修改后使得我们的程序中只剩下了一个<code>unsafe</code>的函数，这真是泰裤辣！</p>
<p>在这篇文章中，我将开始把不安全的优化整合到更安全的代码中，方法是用一种轻量级的抽象来替换任意的指针强转。</p>
<h2 id="复习一下advance中的类型双关"><a class="header" href="#复习一下advance中的类型双关">复习一下<code>advance</code>中的类型双关</a></h2>
<p><code>advance</code>是我们程序中最热门的函数，该函数被反复调用，以微小的增量推进太阳系模拟。因此，它是程序中优化程度最高的代码。其速度快的部分原因是，它的大部分数学运算都使用 SSE，因此在一定时间内执行的浮点运算次数大约是不实用SSE的两倍。</p>
<p><code>advance</code>是唯一使用SSE的函数。特别需要注意的是，<code>advance</code>中操作的结构体是以<code>f64</code>类型定义的 而不是向量。为了使用向量，<code>advance</code>重新组织了<code>f64</code>数据的内存，使他们像128位的向量那样对齐，之后把<code>f64</code>的数据重新解释为另一种不同类型的数据（几乎没有运行时开销），通过指针类型的强转。</p>
<p>指针类型强转是一个强大的工具。但是如果你不小心的话，这也是一种极好的搬起石头砸自己脚的方式！如果两种类型有这不同的大小，如果对齐是错误的，如果填充出现在两种类型的不同位置，我们都会得到未定义的行为（C和Rust都是这样）。最好的情况是，当我们在类似ARM的平台上是一个可移植性问题；最坏的情况是，它是一个隐藏着安全漏洞的间歇性崩溃错误。</p>
<p>因此，在Rust中使用类型双关是<code>unsafe</code>的。</p>
<p>在<a href="https://zhuanlan.zhihu.com/p/686416550">第三部分</a>结束时，我们得到了这样的程序：</p>
<ul>
<li><a href="https://link.zhihu.com/?target=https%3A//cliffle.com/p/dangerust/3/nbody-3.rs">nbody-3.rs</a></li>
</ul>
<p>代码中包含两处指针强转，这两处很相似，下面给出其中一处：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>position_Delta[m] =
    *(&amp;position_Deltas[m].0 as *const f64 as *const __m128d).add(i);
<span class="boring">}
</span></code></pre></pre>
<p>这行代码使用来自<code>position_Deltas</code>的<code>f64</code>数据对来填充<code>__m128</code>类型的数组 <code>position_Delta</code>。（这两个变量的名字实在是太像了，如果是我自己的程序，我可能会将其中一个变量名换掉）</p>
<p>让我们来仔细地看一看这行代码：</p>
<ol>
<li><code>&amp;position_Deltas[m].0</code>获取 <code>position_Deltas[m].0</code>的地址，作为引用。</li>
<li><code>as *const f64</code>将引用转换成一个裸指针。这样做使得对该指针解引用的操作是<code>unsafe</code>的，但是作为交换，我们获得了做一些危险事情的能力，例如指针算数运算或者改变指针的类型。</li>
<li><code>as *const __m128d</code>是一个类型转换，将指针转成了一个执行向量的指针。</li>
<li><code>*(...).add(i)</code>实现了类C语言的未检查的数组索引。由于现在的指针是一个指向向量的指针，该语句加载一个向量。</li>
</ol>
<h2 id="它是安全的吗"><a class="header" href="#它是安全的吗">它是安全的吗？</a></h2>
<p>这是关于什么时候<code>unsafe</code>是安全的的题外话。在本系列(Learn Rust the Dangerous Way)的其余部分中，我们将继续讨论这个话题。</p>
<p>如果我们遵循以下规则，上面的<code>unsafe</code>代码可以是安全的：</p>
<ol>
<li>数组<code>position_Deltas[m].0</code>必须以<code>__m128d</code>对齐，这样我们就不会尝试对向量进行不对齐的加载。访问错误方式对齐的内存在C中和Rust中都是未定义的行为，这也会损伤性能。我们在<a href="https://zhuanlan.zhihu.com/p/686112754">第一部分</a>通过使用<code>Align16</code>结构体，已经确保了对齐是正确的；<code>Align16</code>结构体也是我们在代码中使用 <code>.0</code>的原因。</li>
<li>数组必须是<code>__m128d</code>类型的整数倍。在我们的程序中，由于一个 <code>__m128d</code>是由两个<code>f64</code>组成的，这意味着数组长度必须是偶数。我们已经确保了这个限制，通过<code>ROUNDED_INTERACTIONS_COUNT</code> 的大小。（这里的“rounded”意味着向上取下一个偶数）。</li>
<li><code>i</code>必须超过向量数组的范围，意味着它必须在0到<code>ROUNDED_INTERACTIONS_COUNT / 2 - 1</code>之间，代码周围的for循环确保了这一点。</li>
<li>内存中任意两个<code>f64</code>数据必须是一个有效的<code>__m128d</code>数据。 这个保证是显而易见的，由于类型的定义:__m128d字面上是一对f64。</li>
<li><code>position_Deltas</code>的内容必须是已经初始化的内存。 在这个代码片段中，<code>position_Deltas</code>在前面已经被初始化，因此这一点也满足。</li>
</ol>
<p>就像C中的等效代码一样，这段代码是<code>unsafe</code>的，因为如果使用不当，它所做的事情可能会违反内存安全，但它也是安全的，因为代码目前没有违反内存安全，因为我们小心地使用它。当然了，<code>unsafe</code>的一个风险是：程序中其他部分的微小改变可能会破坏代码的规则。例如，如果我们在维护期间弄乱了<code>Align16</code>的alignment属性，这段代码会出现未定义的行为;它在x86上，可能会持续运行一段时间，但对链接器如何决定布局内存很敏感，最终会崩溃。</p>
<h2 id="使用union实现类型双关"><a class="header" href="#使用union实现类型双关">使用<code>union</code>实现类型双关</a></h2>
<p>我们所做的事情的本质是 ——把内存当成一种类型对待，之后把内存当成另一种类型对待，这里没有发生转换——这件事就是<code>unsafe</code>的。因此我们没有办法用100%的<code>safe</code>代码完成这项工作。相反，让我们思考如何是这段<code>unsafe</code>的代码变得更加紧凑和健壮。</p>
<p>当我们需要根据上下文将一些内存解释为一种或另一种类型时，我们有什么工具?使得，我们可以强制转换指针，但我们也可以使用联合。</p>
<p>Rust中的<code>union</code>基本上等同于C中的<code>union</code>：<code>union</code>看起来像是一个<code>struct</code>，但是与<code>struct</code>不同的是<code>union</code>中所有的成员公用一块地址空间。例如，我们希望内存中的一块区域有时解释为<code>u32</code>类型，有时解释为<code>f32</code>类型，我们可以这么写：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>union IntOrFloat {
    i: u32,
    f: f32,
}
<span class="boring">}
</span></code></pre></pre>
<p>我们的程序使用固定长度的<code>f64</code>数组，该数组有时被解释为<code>_m128d</code>数组，我们就可以用一个<code>union</code>来实现：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>#[repr(C)]
union Interactions {
    scalars: [f64; ROUNDED_INTERACTIONS_COUNT],
    vectors: [__m128d; ROUNDED_INTERACTIONS_COUNT / 2],
}
<span class="boring">}
</span></code></pre></pre>
<p>访问<code>vectors[i]</code>时会访问到<code>scalars[2 * i]</code>和<code>scalars[2 * i + 1]</code>组合起来的相同内存区域。</p>
<p>使用<code>union</code>比我们之前的实现方式有一个微妙的优势: <code>union</code>继承有最严格对齐要求的成员的对齐方式。因此<code>Interactions</code>类型会以<code>__m128d</code>进行对齐，并且我们无需像之前那样使用<code>#[repr(align(16))]</code> 属性（我使用了<code>#[repr(C)]</code>以确保类型的布局；我不确定这对当前版本的Rust有什么影响，但这是正确的做法。）</p>
<p>如果我们使用现在的<code>union</code>替换之前的 <code>Align16</code>写法，我们就可以重写上面的代码为：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>position_Delta[m] = position_Deltas[m].vectors[i];
<span class="boring">}
</span></code></pre></pre>
<p>由于我们不再需要使用裸指针，我们可以选择使用方括号进行索引；这种情况下，由于循环的结构，<code>i</code>显然在边界内，因此不太可能进行运行时边界检查。(我会亲自试一试，这就是我们将要做的。我们稍后会进行评估)</p>
<p>尽管使用了已检查的索引，这一行仍然是<code>unsafe</code>的，原因很微妙。在Rust中，访问<code>union</code>的字段总是不安全的。</p>
<p>这是不是有些矫枉过正了呢？技术上讲，是的。你可以想象，Rust可能会为那种每个位模式都有效的类型（例如<code>f64</code>）提供一个异常，而不会为那些随机位可能产生危险值的类型(如指针类型)提供异常。目前，Rust在这方面是保守的，所有<code>union</code>的访问都是<code>unsafe</code>的。</p>
<blockquote>
<p>You could imagine that Rust might have an exception for types where all bit patterns are valid (like <code>f64</code>), as opposed to types where random bits could produce dangerous values (like a pointer type).</p>
</blockquote>
<p>所以我们把一种<code>unsafe</code>的代码（指针类型强转）改成另一种<code>unsafe</code>的代码 （union）为什么是一件好的修改呢？下面我来解释一下。。。</p>
<h2 id="实际的rust程序是如何使用unsafe的"><a class="header" href="#实际的rust程序是如何使用unsafe的">实际的Rust程序是如何使用<code>unsafe</code>的</a></h2>
<p>在实践中，大多数Rust程序不直接使用<code>unsafe</code>，但它们确实使用<code>unsafe</code>——隐藏在安全抽象中，比如库函数。例如，你可以在不编写任何不安全代码的情况下使用标准库中的<code>Vec</code>；但是你不能在没有<code>unsafe</code>代码的情况下实现一个<code>Vec</code>。</p>
<blockquote>
<p>在那些没有<code>unsafe</code>的安全语言中，例如Java和Go，阅读他们的标准库最终会发现他们的语言中存在一些 magic types，这些类型是无法用他们的语言表达（Java的数组，Go的collections）。在C语言中很少有这样的函数——标准库实际上是用C语言编写的——Rust的情况与C类似。我非常喜欢这两种语言的哲学。</p>
</blockquote>
<p>当在Rust中使用<code>unsafe</code>时，我们的目标是产生一个类似<code>Vec</code>的抽象：我们把危险的部分隐藏起来，用这种方式使得调用者无法弄乱安全代码。</p>
<p>让我们给我们的<code>union</code>提供一个安全的API。</p>
<p>正如你可能在<a href="https://link.zhihu.com/?target=https%3A//doc.rust-lang.org/book/">Rust book</a> 中看到的那样，我们使用<code>impl</code>块向类型添加方法风格的函数。虽然书中通常将<code>impl</code>用于<code>struct</code>，但是它同样可以被应用于<code>union</code>。我们可以使用<code>impl</code>代码块为原本<code>unsafe</code>的<code>union</code>成员添加安全访问器。</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>// Our union type, as seen above, reproduced here for your reference
#[repr(C)]
union Interactions {
    scalars: [f64; ROUNDED_INTERACTIONS_COUNT],
    vectors: [__m128d; ROUNDED_INTERACTIONS_COUNT / 2],
}

impl Interactions {
    /// Returns a reference to the storage as `f64`s.
    pub fn as_scalars(&amp;mut self) -&gt; &amp;mut [f64; ROUNDED_INTERACTIONS_COUNT] {
        // Safety: the in-memory representation of `f64` and `__m128d` is
        // compatible, so accesses to the union members is safe in any
        // order.
        unsafe {
            &amp;mut self.scalars
        }
    }

    /// Returns a reference to the storage as `__m128d`s.
    pub fn as_vectors(&amp;mut self)
        -&gt; &amp;mut [__m128d; ROUNDED_INTERACTIONS_COUNT/2]
    {
        // Safety: the in-memory representation of `f64` and `__m128d` is
        // compatible, so accesses to the union members is safe in any
        // order.
        unsafe {
            &amp;mut self.vectors
        }
    }
}
<span class="boring">}
</span></code></pre></pre>
<p>&quot;访问器&quot;在面向对象的语言中是常见的，但是在Rust中并不常见。在所有的语言中，使用访问器而不是直接访问类型的内部成员，是一种隐藏或抽象的方式，这更接近数据的实际存储方式。在Rust中，访问器也隐藏了一些东西：<code>unsafe</code>代码。</p>
<blockquote>
<p>当我向那些有着面向对象背景的人教授Rust时，我不鼓励他们为结构体编写访问方法（getters、setters）。语言是不同的，Java中的“好技术”可能会在Rust中束缚你的手脚，因为访问器与Rust中的借用检查会产生相互作用。就你而言，你在 C 语言的经历将使你更有能力在Rust中取得成功。</p>
</blockquote>
<p>上面代码中的<code>impl</code>块在非常底层的Rust代码中是常见的：它为<code>unsafe</code>的操作提供了一个安全的API。细节各不相同，但总体模式总是这样的：</p>
<ol>
<li>我们有一大段<code>unsafe</code>的代码，但我们相信在某些情况下可以安全地使用这些代码。</li>
<li>按照惯例，我们会在代码中添加一条注释，以 &quot;Safety：&quot;开头，解释这些情况。基本上，我们是在向未来的自己解释，为什么今天我们认为这会是安全的。</li>
</ol>
<blockquote>
<p>在 Rust 社区中，不安全代码块的这种文档约定已经非常普遍，以至于 clippy 内核现在也希望使用这种约定。</p>
</blockquote>
<p>\3. 我们编写一个封装函数，确保满足这些要求，并且不把该函数标记为<code>unsafe</code>，这样安全代码就可以调用它。</p>
<p>\4. 我们将封装函数暴露给那些不能直接访问<code>union</code>成员的代码--在这里，封装的函数是 <code>pub</code>，而<code>union</code>成员不是，因此该文件之外的代码必须使用访问器，而不能直接访问成员。</p>
<p>在这个例子中，满足<code>unsafe</code>块的要求是轻而易举的：由于<code>union</code>保持了所需的对齐方式，并且数组的大小相同（以字节为单位，而不是以元素为单位），因此通过引用访问任一成员总是安全的。如果其中任何一点不正确，我们可能需要编写一些检查代码或断言。</p>
<p>我们需要查看代码中的多少处，才能让自己相信代码是安全的？多于一处：我们需要检查<code>union</code>，我们需要检查常量的值（特别是，<code>ROUNDED_INTERACTIONS_COUNT</code>最好是偶数） ，我们需要考虑<code>__m128d</code>在内存中是怎么排布的。虽然目前我们仍然不能完全依赖本地推理，但至少我们已经把所有相关的部分都集中到了一个地方。</p>
<p>但是，除了<code>advance</code>函数，其他代码都使用安全的API，这可以是局部推理的理由。在任何情况下，<code>as_scalars()</code> 都不会对安全代码造成危害。在编写或阅读文件中其他地方的代码时，我们可以不假思索地略过<code> as_scalars()</code> 或<code> as_vectors()</code>。这样很好。</p>
<p>这是一个非常典型的在Rust中为<code>unsafe</code>代码提供安全的API的方式。 你通常不能在<code>unsafe</code>代码上使用局部推理——你必须在模块/文件层面进行推理 ——但是对<code>unsafe</code>代码进行封装确保你可以在其他代码上使用局部推理。</p>
<p>这个例子是足够简单的（一个仅有两个域的<code>union</code>）编写安全封装可能会让人觉得是模板，从某种程度上说，确实如此。但当你封装的<code>unsafe</code>操作越复杂，安全封装器就变得越重要。</p>
<p>需要注意的是 因为<code>union</code> 与 <code>advance</code> 定义在同一个文件中，所以在访问器上加注 <code>pub</code> 实际上没有任何作用——同一个文件中的任何代码都可以直接访问 <code>union</code> 成员。如果是在真正的Rust代码（在实际工程中），我们会把<code>union</code>拆分出来作为一个独立的模块，这就要求其他的代码只能使用<code>pub</code>的功能。而在这个教程中，我仍然把他们都放在同一个文件中。</p>
<blockquote>
<p>在安全代码中，从技术上讲 <code>as_scalars()</code>可能是危险的，例如，以引用为幌子，将假的无对齐指针交给它——但只有<code>unsafe</code>的代码才能创建这种假引用。一般来说，当有人说 &quot;安全的 Rust 代码不能做 X &quot;时，他们的意思是 &quot;它不能做 X，除非一些有漏洞的<code>unsafe</code>代码迫使它这样做&quot;。
如果这是真正的 Rust 代码，那么访问器就会有共享的 &amp; 和独占的 &amp;mut 版本。如果这句话对你来说没有任何意义，别担心，你以后会学到的。</p>
</blockquote>
<h2 id="使用安全的api"><a class="header" href="#使用安全的api">使用安全的API</a></h2>
<p>我们的访问器返回数组的引用。初始化我们的<code>f64</code>数组现在这么写：（注意<code>as_scalars()</code>的圆括号）：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>position_Deltas[m].as_scalars()[k] =
    bodies[i].position[m] - bodies[j].position[m];
<span class="boring">}
</span></code></pre></pre>
<p>把它作为向量使用现在这么写：</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>position_Delta[m] = position_Deltas[m].as_vectors()[i];
<span class="boring">}
</span></code></pre></pre>
<h2 id="评估"><a class="header" href="#评估">评估</a></h2>
<p>使用<code>union</code>和他的访问器替换所有的指针类型转换，我们将得到下面的程序：</p>
<ul>
<li><a href="https://link.zhihu.com/?target=https%3A//cliffle.com/p/dangerust/4/nbody-4.rs">nbody-4.rs</a></li>
</ul>
<p>这个程序与使用指针类型转换的程序有着完全相同的大小：</p>
<pre><code class="language-bash">$ size nbody-3 nbody-4
   text	   data	    bss	    dec	    hex	filename
 265640	  10332	   7432	 283404	  4530c	nbody-3
 265640	  10332	   7432	 283404	  4530c	nbody-4
</code></pre>
<p>(机器代码中存在一些差异，但并不重要。)</p>
<p>他们的性能也是相同的：</p>
<div class="table-wrapper"><table><thead><tr><th>Command</th><th>Mean [s]</th><th>Min [s]</th><th>Max [s]</th><th>Ratio</th></tr></thead><tbody>
<tr><td>./nbody.clang-8.bench 50000000</td><td>5.277 ± 0.007</td><td>5.258</td><td>5.282</td><td>1.00x</td></tr>
<tr><td>./nbody-1.bench 50000000</td><td>5.123 ± 0.024</td><td>5.095</td><td>5.161</td><td>0.97x</td></tr>
<tr><td>./nbody-2.bench 50000000</td><td>5.101 ± 0.005</td><td>5.093</td><td>5.107</td><td>0.97x</td></tr>
<tr><td>./nbody-3.bench 50000000</td><td>5.103 ± 0.002</td><td>5.100</td><td>5.105</td><td>0.97x</td></tr>
<tr><td>./nbody-4.bench 50000000</td><td>5.104 ± 0.002</td><td>5.101</td><td>5.107</td><td>0.97x</td></tr>
</tbody></table>
</div>
<p>仔细想想，这也是有道理的--联合体与指针转换代码描述的是同一件事，<code>union</code>只是让我们集中了<code>unsafe</code>部分——但很高兴看到它在实践中是这样工作的。</p>
<p>请允许我明确一点：<strong>这一改动（改为union）在 C 语言中也能正常运行</strong>，事实上，我一开始就是这样编写 C 语言代码的。<code>union</code>是将内存视为两种不同类型的一种更具体、更明确的方式，而且比任意指针算数运算和类型强转更难搞砸。Rust更鼓励我们使用<code>union</code>的方式，通过使<code>union</code>更容易编写程序，和更容易封装成为安全的API。</p>
<h2 id="下一步"><a class="header" href="#下一步">下一步</a></h2>
<p>我们已经处理了<code>advance</code>函数中大部分明显的<code>unsafe</code>代码 ，并且把<code>unsafe</code>代码集中到一组封装器中。不过，该函数中仍然存在两种不同的<code>unsafe</code>因素，而且都很微妙。</p>
<p>在第五部分中，我们将逐一的解决他们，生成一个安全版本的<code>advance</code>函数。敬请期待！</p>
<p>发布于 2024-03-13 08:59・IP 属地北京</p>

                    </main>

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